CN109367354B - 燃料电池动力乘用车空调制热系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种燃料电池动力乘用车空调制热系统，乘用车包括燃料电池电堆和燃料电池发动机，燃料电池电堆设有电池散热器，空调制热系统为循环通道，包括依次管道连接的FCS水箱、FCS冷却泵、空气中冷加热器、电池散热器和暖风机芯体，FCS水箱内存储高温冷却液，暖风机芯体的一侧设有鼓风机，另一侧设有空气中冷加热器，FCS水箱内高温冷却液被FCS冷却泵抽吸出，在流经空气中冷加热器时对其周围的空气进行加热，在流经电池散热器时吸收燃料电池电堆内电化学反应产生的热量，在流经暖风机芯体时对其周围的空气进行加热，鼓风机对暖风机芯和空气中冷加热器吹风形成热气流。本发明的有益效果：循环通道持续稳定制热，节约能源，增加了续航里程。

Description

燃料电池动力乘用车空调制热系统
技术领域
本发明涉及燃料电池动力乘用车领域，尤其涉及一种燃料电池动力乘用车空调制热系统。
背景技术
燃料电池发动机可将氢所携带的化学能直接转换成电能，是使用氢能最为合适的装置；氢燃料电池发动机应用于汽车动力时，除具有零排放的固有特点之外，还有其它新能源汽车动力无法比拟的长行驶里程(可达1000公里以上)与快速燃料加注(5分钟内加注完成)的显著优点，被公认为新能源汽车的终极解决方案。燃料电池发动机自2010前后开始至2015年取得商业化突破，国际著名车厂与燃料电池公司重点进行了商业化开发工作，并于2015取得了关键性突破，从而燃料电池发动机迈进商业化阶段，进而推动燃料电池发动机动力汽车快速发展。
汽车动力虽由传统发动机或电池动力变成燃料电池发动机，但燃料电池发动机在发电的过程中，燃料能源(氢气、甲醇等)做功的过程中，仅有1/2的能源做功，同时产生1/2的热量，为了燃料电池发动机能正常工作需要，需要对产生1/2的热量进行冷却，另外汽车还需要进行空调制热，所以还要解决空调制热源的问题，新型电动能源汽车采用直接用电加热的方式，即增加了存储燃料的消耗，又增加了装置结构的复杂性。
发明内容
有鉴于此，本发明的实施例提供了一种燃料电池动力乘用车空调制热系统。
本发明的实施例提供一种燃料电池动力乘用车空调制热系统，所述乘用车包括燃料电池电堆和燃料电池发动机，所述燃料电池电堆为所述燃料电池发动机的动力源，所述燃料电池电堆设有电池散热器，所述空调制热系统为循环通道，包括依次管道连接的FCS水箱、FCS冷却泵、空气中冷加热器、所述电池散热器和暖风机芯体，所述FCS水箱内存储高温冷却液，所述暖风机芯体的一侧设有鼓风机，另一侧设有所述空气中冷加热器，所述FCS水箱内高温冷却液被所述FCS冷却泵抽吸出，在流经所述空气中冷加热器时对其周围的空气进行加热，在流经所述电池散热器时吸收所述燃料电池电堆内电化学反应产生的热量，在流经所述暖风机芯体时对其周围的空气进行加热，所述鼓风机对所述暖风机芯和所述空气中冷加热器吹风形成热气流。
进一步地，包括冷凝器，所述冷凝器用于为所述乘用车制冷。
进一步地，包括用于为所述燃料电池发动机散热的发动机散热器和冷却风扇，所述发动机散热器和所述冷凝器并排设置，所述冷却风扇同时对所述发动机散热器和所述冷凝器吹风。
进一步地，包括热出风口，所述热出风口所述乘用车车厢的底部，所述鼓风机和所述热出风口相对设置，所述空气中冷加热器和所述暖风机芯体设置于所述鼓风机和所述热出风口之间。
进一步地，所述热出风口处设有用于调节风向的热风导向板。
进一步地，所述鼓风机为可调速鼓风机。
进一步地，所述FCS水箱内高温冷却液的温度为80℃～90℃，所述FCS水箱内设电加热器，所述电加热器用于加热所述FCS水箱内的高温冷却液。
本发明的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本发明的燃料电池动力乘用车空调制热系统，利用高温冷却液进行热交换，吸收燃料电池电堆内部电化学反应产生的热量，形成热循环通道，持续稳定制热，代替现有乘用车通过消耗电能进行空调制热，节省能源，提高了燃料电池的功率效率，增加了乘用车的整车续航里程。
附图说明
图1是本发明燃料电池动力乘用车空调制热系统的示意图。
图中：1-燃料电池电堆、2-电池散热器、3-FCS水箱、4-FCS冷却泵、5-空气中冷加热器、6-暖风机芯体、7-鼓风机、8-冷凝器、9-发动机散热器、10-冷却风扇。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地描述。
请参考图1，本发明的实施例提供了一种燃料电池动力乘用车空调制热系统，所述乘用车包括燃料电池电堆1和燃料电池发动机，所述燃料电池电堆1为所述燃料电池发动机的动力源，所述燃料电池电堆1设有电池散热器2，所述空调制热系统为循环通道，包括依次管道连接的FCS水箱3、FCS冷却泵4、空气中冷加热器5、所述电池散热器2和暖风机芯体6。
所述FCS水箱3内存储高温冷却液，本实施例中所述高温冷却液选择80℃～90℃的冷却水，所述FCS水箱3内设电加热器，所述燃料电池电堆1为所述电加热器供电，在所述乘用车熄火状态时，所述燃料电池电堆1不发生电化学反应，所述电加热器用于加热所述FCS水箱3内的高温冷却液，为所述循环通道补充热量。
所述空调制热系统还包括热出风口，所述热出风口所述乘用车车厢的底部，所述暖风机芯体6的一侧设有鼓风机7，另一侧设有所述空气中冷加热器5，所述鼓风机7为可调速鼓风机，所述鼓风机7和所述热出风口相对设置，所述空气中冷加热器5和所述暖风机芯体6设置于所述鼓风机7和所述热出风口之间，所述热出风口处设有用于调节风向的热风导向板。
所述FCS水箱3内高温冷却液被所述FCS冷却泵抽4吸出，所述FCS水箱3可控制水箱出口处的流量，所述FCS冷却泵4可控制抽吸速度，所述高温冷却液在流经所述空气中冷加热器5时对其周围的空气进行加热，且所述高温冷却液温度降低，在流经所述电池散热器2时吸收所述燃料电池电堆1内电化学反应产生的热量，所述高温冷却液温度升高，然后在流经所述暖风机芯体6时对其周围的空气进行加热，最后所述高温冷却液流回所述FCS水箱3内，形成对空气持续加热的热循环通道，所述鼓风机7对所述暖风机芯6和所述空气中冷加热器5吹风形成热气流，所述热气流通过所述热出风口进入到所述乘用车车厢内，经过所述热风导向板的导向作用，分散到所述乘用车车厢内各处，达到稳定制热的效果，可以根据实际需要，调节所述鼓风机7的风速从而控制所述热气流速，通过所述热风导向板调节所述热气流的流向。
本发明的燃料电池动力乘用车空调制热系统还设有空调制冷系统，本实施例中所述空调制冷系统为冷凝器8。
随着燃料电池发动机功率的增大，其散发的热量也逐渐增多，可以为所述燃料电池发动机设置发动机散热器9和冷却风扇10，所述发动机散热器9和所述冷凝器8并排设置，所述冷却风扇10同时对所述发动机散热器9和所述冷凝器8吹风，达到对所述燃料电池发动机散热降温的作用。
在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。
在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种燃料电池动力乘用车空调制热系统，所述乘用车包括燃料电池电堆和燃料电池发动机，所述燃料电池电堆为所述燃料电池发动机的动力源，所述燃料电池电堆设有电池散热器，其特征在于：所述空调制热系统为循环通道，包括依次管道连接的FCS水箱、FCS冷却泵、空气中冷加热器、所述电池散热器和暖风机芯体，所述FCS水箱内存储高温冷却液，所述暖风机芯体的一侧设有鼓风机，另一侧设有所述空气中冷加热器，所述FCS水箱内高温冷却液被所述FCS冷却泵抽吸出，在流经所述空气中冷加热器时对其周围的空气进行加热，在流经所述电池散热器时吸收所述燃料电池电堆内电化学反应产生的热量，在流经所述暖风机芯体时对其周围的空气进行加热，所述鼓风机对所述暖风机芯和所述空气中冷加热器吹风形成热气流；
所述空调制热系统包括热出风口，所述热出风口所述乘用车车厢的底部，所述鼓风机和所述热出风口相对设置，所述空气中冷加热器和所述暖风机芯体设置于所述鼓风机和所述热出风口之间；
所述FCS水箱内高温冷却液的温度为80℃～90℃，所述FCS水箱内设电加热器，所述电加热器用于加热所述FCS水箱内的高温冷却液。
2.如权利要求1所述的燃料电池动力乘用车空调制热系统，其特征在于：包括冷凝器，所述冷凝器用于为所述乘用车制冷。
3.如权利要求2所述的燃料电池动力乘用车空调制热系统，其特征在于：还包括用于为所述燃料电池发动机散热的发动机散热器和冷却风扇，所述发动机散热器和所述冷凝器并排设置，所述冷却风扇同时对所述发动机散热器和所述冷凝器吹风。
4.如权利要求3所述的燃料电池动力乘用车空调制热系统，其特征在于：所述热出风口处设有用于调节风向的热风导向板。
5.如权利要求1所述的燃料电池动力乘用车空调制热系统，其特征在于：所述鼓风机为可调速鼓风机。
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